霍尔电流传感器包括开环式和闭环式两种,当原边电流IP流过一根长导线时,在环形磁芯中产生一磁场,这一磁场的大小与流过导线的电流成正比,产生的磁场聚集在磁环内,通过磁环气隙中霍尔元件进行测量并放大输出,其输出电压VS按比例的反映原边电流IP,由于环形磁芯中的磁感应强度与原边电流成正比,只要原边电流足够大,环形磁芯必然饱和。
原边电流Ip在磁芯中所产生的磁场通过副边补偿线圈电流所霍尔电流传感器产生的磁场进行补偿,从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态,其补偿电流Is按比例的反映原边电流Ip。
具体工作过程为:当主回路有一电流通过时,在导线上产生的磁场被磁芯聚集并感应到霍尔器件上,所产生的信号输出用于驱动功率管并使其导通,从而获得一个补偿电流Is,这一电流再通过多匝绕组产生磁场,该磁场与被测电流产生的磁场正好相反,因而补偿了原来的磁场,使霍尔器件的输出逐渐减小。
霍尔电流传感器。
开环式霍尔电流传感器的磁饱和问题。
Oa’为起始非线性段,a’a’’为线性段,a’’a为饱和区,众所周期,为了获取较好的测量结果,不论是开环式霍尔电流传感器,还是电磁式互感器,都会将磁化曲线中线性度较好的一段作为工作区间,换言之,只要磁感应强度超出线性区域一定的范围,就会发生磁饱和,与电磁式互感器相比,开环式霍尔电流传感器磁饱和原因只有一个,就是原边电流足够大,不会因为电流频率低导致磁饱和,是霍尔电流传感器的优点,也是开环式霍尔电流传感器磁饱和特点,相比之下,电磁式互感器也有一个优点,就是二次负荷足够小时,即便过载较多,也不会发生磁饱和。
闭环式霍尔电流传感器的磁饱和问题。
开环式霍尔电流传感器磁饱和问题较简单,相比之下,闭环式霍尔电流传感器磁饱和问题似乎不可理解,因为闭环式霍尔电流传感器正常工作时,磁芯中的磁通为零,零磁通下,自然不会饱和,霍尔电流传感器。 |